黄浦区2024学年度第一学期高三年级期终调研测试数学试卷(完卷时间:120分钟 满分:150分)考生注意:1.每位考生应同时收到试卷和答题卷两份材料,解答必须在答题卷上进行,写在试卷上的解答一律无效.2.答卷前,考生务必将姓名,准考证号等相关信息在答题卷上填写清楚. 3.本试卷共21道试卷.一,填空题(本大题共有12题,满分54分.其中第1~6题每题满分4分,第7~12题每题满分5分)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果.1.若集合{}1,2A =,{}1,3B =,则A B = .2.不等式2320x x -+<的解集为3.椭圆22143x y +=的焦距是 .4.若圆柱的底面半径与高均为1,则其侧面积为 . 5.61x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的二项展开式的常数项为6.若正数x ,y 满足41x y +=,则xy 的最大值为 .7.从A 校高一年级学生中抽取66名学生测量他们的身高,其中最大值为184cm,最小值152cm,绘制身高频率分布直方图,若组距为3,且第一组下限为151.5,则组数为 .8.在正四面体ABCD 中,点N 是ABC 的中心,若(),,R DN DA DB BC λμνλμν=++∈,则λμν++= .9.若()3f x x =,()()(),0,,0,f x xg x f x x ⎧≥⎪=⎨-<⎪⎩则不等式()g x x <-的解集为 .10.i 为虚数单位,若复数1z 满足1|1i |z -+,复数2z 满足221i z z =+-,则12z z -的最小值为 .11.一个机器零件的形状是有缺口的圆形铁片,如图中实线部分为裁剪后的形状.已知这个圆的半径是13cm,8cm AB =,6cm BC =,且AB BC ⊥,则圆心到点B 的距离约为 cm .(结果精确到0.1cm )12.设常数b 为整数,数列{}n a 的通项公式为()22n b a n b =++,若12m m m a a a ++++(1m ≥,Z m ∈)的最小值为 7,则b = .二,选择题(本大题共有4题,满分18分.其中第13-14题每题满分4分,第15-16题每题满分5分)每题有且只有一个正确答案,考生应在答题纸的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得满分,否则一律得零分.13.掷一颗质地均匀的骰子,观察朝上面的点数.设事件E :点数是奇数,事件F :点数是偶数,事件G :点数是3的倍数,事件H :点数是4.下列每对事件中,不是互斥事件的为( ) A .E 与FB .F 与GC .E 与HD .G 与H14.若从正方体八个顶点中任取四个顶点分别记为A ,B ,C ,D ,则直线AB 与CD 所成角的大小不可能为( ) A .30B .45C .60D .9015.设02πx ≤<,满足ππsin sin sin 66x x ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭的x 的个数为( )A .0个B .1个C .2个D .无数个16.设函数()y f x =在区间I 上有导函数()y f x '=,且()0f x '<在区间I 上恒成立,对任意的x I ∈,有()f x I ∈.对于各项均不相同的数列{}n a ,1a I ∈,()1n n a f a +=,下列结论正确的是( ) A .数列{}21n a -与{}2n a 均是严格增数列 B .数列{}21n a -与{}2n a 均是严格减数列C .数列{}21n a -与{}2n a 中的一个是严格增数列,另一个是严格减数列D .数列{}21n a -与{}2n a 均既不是严格增数列也不是严格减数列三,解答题(本大题共有5题,满分78分)解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区域内写出必要的步骤.17.如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,E 是1BC 的中点.(1)求证:1⊥BC 平面CDE .(2)求直线DE 与平面ABCD 所成角的大小. 18.已知()sin f x x =.(1)求函数()π2y f x f x ⎛⎫=⋅- ⎪⎝⎭的最小正周期.(2)求函数23πy f x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦的单调减区间.19.A 校高一年级共有学生330名,为了解该校高一年级学生的身高情况,学校采用分层随机抽样的方法抽取66名学生,其中女生32名,男生34名,测量他们的身高.(1)该校高一学生中男,女生各有多少名?(2)若从这66名学生中随机抽取两名,求这两名都是男生的概率.(3)在32名女生身高的数据中,其中一个数据记录有误,错将165cm 记录为156cm,由错误数据求得这32个数据的平均数为161cm,方差为23.6875,求原始数据的平均数及方差.(平均数结果保留精确值,方差结果精确到0.01)20.双曲线()2222Γ:10,0x y a b a b -=>>的左,右焦点分别为F c ,0 ,()2,0F c (0c >),过点1F 的直线l 与Γ右支在x 轴上方交于点A .(1)若a 点A 的坐标为(3,4),求c 的值.(2)若212AF F F ⊥,且,,a b c 是等比数列,求证:直线l 的斜率为定值.(3)设直线l 与Γ左支的交点为B ,3c =,当且仅当a 满足什么条件时,存在直线l ,使得2||||AB AF =成立.21.函数()y f x =的定义域为D ,在D 上仅有一个极值点0x ,方程()0f x =在D 上仅有两解,分别为1x ,2x ,且102x x x <<.若1202x x x +>,则称函数()y f x =在D 上的极值点左偏移,若1202x x x +<,则称函数()y f x =在D 上的极值点右偏移. (1)设()21f x x =-,R D =,判断函数()y f x =在D 上的极值点是否左偏移或右偏移?(2)设0m >且1m ≠,()32f x x mx x m =--+,()0,D =+∞,求证:函数()y f x =在D 上的极值点右偏移.(3)设R a ∈,()ln f x x ax =-,()0,D =+∞,求证:当10e a -<<时,函数()y f x =在D 上的极值点左偏移.1.{}1,2,3【分析】根据并集的定义运算即可.【详解】因为{}1,2A =,{}1,3B =,所以{}1,2,3A B = . 故答案为: {}1,2,3.2.()1,2【分析】根据二次不等式的求解方法求解即可【详解】因为()()2320210x x x x -+<⇔--<.所以不等式的解集为:{|12}x x <<. 故答案为:()1,2.3.2【详解】分析:由椭圆方程可求a b ,,然后由c =可求c ,进而可求焦距详解:∵椭圆22143x y +=,2a b ∴==,∴122c c ==∴=,. 即答案为2.点睛:本题主要考查了椭圆的性质的简单应用,属基础题4.2π【分析】根据圆柱的侧面积公式直接计算可得. 【详解】由题意,圆柱的侧面积为:2π2πrh S ==. 故答案为:2π5.20【详解】61x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的二项展开式的通项为662166C C r r r r rr T x x x ---+==.令620r -=得3r =.所以61x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的二项展开式的常数项为36C 20=.6.116【分析】令14x y =-,再结合二次函数的性质求解即可.【详解】因为正数x ,y 满足41x y +=,所以14x y =-. 所以()22111444816xy y y y y y æöç÷=-=-+=--+ç÷èø.所以当18y =时,最大值为116. 故答案为:116. 7.11【分析】根据组距即可求解.【详解】第一组下限为151.5,组距为3,所以151.5310181.5+⨯=. 故第11组的下限为181.5,因此组数为11. 故答案为:11 8.##1【分析】依题意设OA a =,OB b =,OC c =,利用勾股定理即可得到a b c ==,设该正四面体的棱长为√2,求出点的坐标,结合DN DA DB BC λμν=++利用空间向量法计算求解.【详解】因为在正四面体ABCD 中,AB BC CA ==,正四面体ABCD 的顶点A ,B ,C 分别在两两垂直的三条射线,,Ox Oy Oz 上. 设OA a =,OB b =,OC c =.由,,OA OB OC 两两垂直,得222222a b b c c a +=+=+. 所以a b c ==,即OA OB OC ==,所以O ABC -是正三棱锥.设该正四面体的棱长为√2,则1a b c ===,于是A 1,0,0 ,()()()0,1,0,0,0,1,1,1,1B C D .又点N 是ABC 的中心,所以111,,333N ⎛⎫= ⎪⎝⎭.所以()()()222,,,0,1,1,1,0,1,0,1,1333DN DA DB BC ⎛⎫=---=--=--=- ⎪⎝⎭因为DN DA DB BC λμν=++ ,所以()()()222,,0,1,11,0,10,1,1333λμν⎛⎫---=--+--+- ⎪⎝⎭.可得232323μλνλμν⎧-=-⎪⎪⎪-=--⎨⎪⎪-=--+⎪⎩,得231313μνλ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩.可得43λμν++=.故答案为:43. 9.()1,0-【分析】先求出分段函数()g x 的解析式,再求不等式()g x x <-的解集. 【详解】0x ≥时,()3g x x =.0x <时,0x ->, ()()33g x x x =-=-.∴()33,0,,0,x x g x x x ⎧≥=⎨-<⎩由()g x x <-得,30x x x ≥⎧⎨<-⎩,①或30x x x <⎧⎨-<-⎩②不等式组①无解.不等式组②的解集为()1,0-综上,不等式()g x x <-的解集为()1,0-. 故答案为:()1,0-.10.2【分析】设111i z a b =+,11,a b ∈R ,222i z a b =+,22,a b ∈R ,由题设易得1z 对应的点()11,a b 的轨迹是以()1,1-为圆心,以r =,2z 对应的点()22,a b 是直线10x y -+=上一点,进而结合圆上一点到直线上一点的距离最值问题求解即可.【详解】设111i z a b =+,11,a b ∈R .则()()111111i i 1i 11i z a b a b -+=+-+=-++.由1|1i |z -+,≤.即()()2211112a b -++≤.则复数1z 对应的点()11,a b 的轨迹是以()1,1-为圆心,以r =. 设222i z a b =+,22,a b ∈R ,则()()222221i=i 1i 11i z a b a b +-++-=++-.由221i z z =+-,=.整理得,2210a b -+=.则复数2z 对应的点()22,a b 是直线10x y -+=上一点. 又()()()1211221212i i i z z a b a b a a b b -=+-+=-+-.所以12z z -=()11,a b 与点()22,a b 之间的距离.因为圆心()1,1-到直线10x y -+=的距离为2d ==.所以12z z -的最小值为22d r -==.. 11.7.3【分析】利用圆的对称性及三角恒等变换,余弦定理计算即可. 【详解】如图所示,设圆心为D ,AC 的中点为E ,则13AD =.由题意易知102AC AE ===. 则54123cos ,cos ,sin ,sin 135135AE AB DAC BAC DAC BAC AD AC ∠==∠==∴∠=∠=.所以()5412356cos cos 13513565BAD DAC BAC ∠=∠-∠=⨯+⨯=. 由余弦定理知2222cos 53.8BD AD AB AD AB BAD =+-⋅⋅∠=. 所以7.3cm BD ≈. 故答案为:7.3.12.6-【分析】根据对称轴n b =-在数轴上的位置分类讨论,结合二次函数的性质研究最值,进而求解.【详解】由题意知Z b ∈.当1b -≤,即1b ≥-时,根据二次函数的性质可知,数列{}n a 在[)1,+∞上单调递增. 此时12m m m a a a ++++的最小值为123a a a ++,故1237a a a ++=-. 可得()212b b ++()222b b +++()2372b b +++=-,化简得229140b b ++=.因为294214310∆=-⨯⨯=-<,所以方程无解,故1b -≤不符合题意. 当2b -≥,即2b ≤-时,根据二次函数的性质可知.12m m m a a a ++++的最小值为11b b b a a a ----+++,故117b b b a a a ----+++=-.即()22117222b b b-++++=-,解得6b =-. 综上所述,6b =-. 故答案为:6- 13.B【分析】根据条件,利用互斥事件的定义,对各个选项逐一分析判断,即可求解.【详解】对于选项A,因为事件E 和事件F 不能同时发生,所以E 与F 互斥,故选项A 错误. 对于选项B,当朝上面的点数为6时,F 与G 同时发生,即F 与G 不是互斥事件,所以选项B 正确.对于选项C,因为事件E 和事件H 不能同时发生,所以E 与H 互斥,故选项C 错误. 对于选项D,因为事件G 和事件H 不能同时发生,所以G 与H 互斥,故选项D 错误. 故选:B. 14.A【分析】由题意作图,根据正方体的几何性质,利用异面直线的夹角的定义,可得答案.【详解】①由题意作图如下:由图易知OCD 为等腰直角三角形,则直线AB 与CD 的夹角为45 . ②由题意作图如下:由图易知OCD 为等边三角形,则直线AB 与CD 的夹角为60 . ③由题意作图如下:由图易知OA AB ⊥,因为//CB OA ,则直线AB 与CD 的夹角为90 . 而不管怎么找顶点,都无法得到直线AB 与CD 所成角为30 . 故选:A. 15.C【分析】利用正弦的和角公式及辅助角公式结合三角函数的图象与性质计算即可.【详解】由ππsin sin sin 66x x ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭11cos 022x x +-=.()102x θ-+=,其中πsin 0,2θθ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭.()12x θ-+=,即()sin x θ-=不妨令()()sin f x x θ=-,因为02πx ≤<,所以[),2πx θθθ-∈--. 易知0x =时,()sinθ-=,即0x =满足题意.又()()sin f x x θ=-的周期为2πT =,且()1,0-.所以在区间[),2πθθ--上还有一个根,如图所示.故选:C 16.C【分析】由条件易知函数y f x 在I 上严格递减,构造2222121()()n n n n a a f a f a ++--=-,因数列{}n a 的各项均不相同,由2121,n n a a +-的大小比较,利用函数单调性可得222,n n a a +的大小关系,即得结论.【详解】依题意,因f x 0在区间I 上恒成立,则函数y f x 在I 上严格递减. 由2222121()()n n n n a a f a f a ++--=-,*N n ∈,因数列{}n a 的各项均不相同,且1a I ∈.若2121n n a a +->,则2121()()n n f a f a +-<,即222+<n n a a ,即此时数列{}21n a -严格递增,数列{}2n a 严格递减.若2121n n a a +-<,则2121()()n n f a f a +->,即222n n a a +>,即此时数列{}21n a -严格递减,数列{}2n a 严格递增.综上所述,数列{}21n a -与{}2n a 中的一个是严格增数列,另一个是严格减数列. 故选:C.【点睛】思路点睛:本题主要考查利用函数单调性判断数列的单调性的应用,属于难题. 解题思路在于根据选项信息,考虑数列中连续偶数项的差,通过对应的连续奇数项的大小比较,借助于函数单调性得出偶数项的大小关系. 17.(1)证明见解析(2)arctan5【分析】(1)连接1B C ,结合正方体的性质易得1EC BC ⊥,1DC BC ⊥,进而求证即可. (2)过E 作EF BC ⊥,交BC 于F ,连接DF ,易得EDF ∠是直线DE 与平面ABCD 所成的角,进而结合直角三角形中正切的定义求解即可.【详解】(1)证明:连接1B C ,在正方体1111ABCD A B C D -中,E 是1BC 的中点. 所以E 是1B C 的中点,且11B C BC ⊥,即1EC BC ⊥. 因为DC ⊥平面11BCC B ,1BC ⊂平面11BCC B . 所以1DC BC ⊥.又DC EC C = ,,DC EC ⊂平面CDE . 所以1⊥BC 平面CDE .(2)过E 作EF BC ⊥,交BC 于F ,连接DF .在正方体1111ABCD A B C D -中,1CC ⊥平面ABCD ,1//EF CC . 所以⊥EF 平面ABCD .又DF ⊂平面ABCD ,所以EF DF ⊥.所以EDF ∠是直线DE 与平面ABCD 所成的角.由题意,设12CC CB CD a ===,则112EF CC a ==.12CF CB a ==,所以DF =.所以在Rt DEF △,tan5EF EDF DF ∠===.故直线DE 与平面ABCD 所成角的大小是18.(1)π(2)ππ122⎡⎤⎢⎥⎣⎦, 【分析】(1)先得函数解析式,再利用二倍角公式变形,结合正弦型函数的周期公式求解即可. (2)由定义域得π23x +的取值范围,根据正弦函数的单调性列不等式,求解即可. 【详解】(1)由()sin f x x =,得ππsin cos 22f x x x ⎛⎫⎛⎫-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.则函数()π2y f x f x ⎛⎫=⋅- ⎪⎝⎭1sin cos sin 22x x x =⋅=.故最小正周期为2ππ2=. (2)由()sin f x x =,得3π23πsin 2y f x x ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.由π02x ≤≤,得ππ4π2333x ≤+≤. 令ππ4π2233x ≤+≤,解得ππ122x ≤≤. 故单调减区间为ππ122⎡⎤⎢⎥⎣⎦,.19.(1)男,女生各有170,160名 (2)1765(3)23.33【分析】(1)根据抽样比即可计算出男女生人数. (2)利用古典概型计算公式可得结果.(3)根据方差定义,利用方差的计算公式进行整体代换即可计算出结果. 【详解】(1)根据题意可知,抽样比为5:1. 所以该校高一学生中男生有345170⨯=名. 女生有325160⨯=名.(2)从这66名学生中随机抽取两名共有266C 种.两名都是男生的抽法共有234C 种.所以这两名都是男生的概率为234266C 17C 65P ==(3)根据题意可设正确的31个数据为1231,,,x x x ⋅⋅⋅. 易知31115632161i i x =+=⨯∑,可得3114996i i x ==∑.所以原始数据平均值为3111165161.2812532i i x =⎛⎫+= ⎪⎝⎭∑.由方差定义可得()()31221116115616123.687532i i x =⎡⎤-+-=⎢⎥⎣⎦∑.因此()313131222111161216131161733i ii i i i x x x ===-=-⨯+⨯=∑∑∑,可得31312211216131161733805894ii i i xx ===⨯-⨯+=∑∑.原始数据的方差为()()312211161.28125165161.2812532i i x =⎡⎤-+-⎢⎥⎣⎦∑31312221112161.2812531161.28125 3.7187532i i i i x x ==⎡⎤=-⨯+⨯+⎢⎥⎣⎦∑∑ 1746.4687523.3332≈⨯≈ 即原始数据的方差为23.33. 20.(1)5 (2)证明见解析 (3)(1,3)a ∈【分析】(1)将a 值和点坐标代入双曲线方程求出b 值,即可求得c 值.(2)设直线:()l y k x c =+,与双曲线方程联立消元y ,得关于x 的方程,依题方程有解为c ,代入整理方程后,借助于2b ac =,可推得214k =,即得证.(3)利用双曲线定义化简2||||AB AF =得到1||2BF a =,2||4BF a =,设12F BF θ∠=,利用余弦定理求出cos θ的值,结合图形和题意,确定其范围,即得关于a 的不等式,解之即得. 【详解】(1)依题意,将a =,3,4x y ==代入2222Γ:1x y a b-=中.解得220b =,则5c ==. (2)依题意知,可设直线:()l y k x c =+,代入2222:1Γ-=x ya b中.整理得:22222222222()20b a k x a ck x a c k a b ----=(*). 如图,因212AF F F ⊥,故点A 的横坐标为c 恰是方程(*)的解. 则222222222222()20b a k c a c k a c k a b ----=. 整理得:222222240b c a c k a b --=,即22244a c k b =.因,,a b c 是等比数列,则2b ac =,代入此式,可得222224a c k a c =,即得214k =.因过点1F 的直线l 与Γ右支在x 轴上方交于点A ,故得12k =,即直线l 的斜率为定值. (3)如图,因点A 在双曲线右支上,则12||||2AF AF a -=,即21||||2AF AF a =-. 故由2||||AB AF =可得11||||||2AF AB BF a -==.又因点B 直线l 与Γ左支的交点,故21||||2BF BF a -=,则2||4BF a =.在12BF F △中,设12F BF θ∠=,由余弦定理,2222224164203659cos 2241644a a c a a a a aθ+--===-⨯⨯.依题意,0πθ<<,故1cos 1θ-<<,即2591144a -<-<.去分母得2224594a a a -<-<,解得219a <<.因0a >,故当且仅当a 满足(1,3)a ∈时,存在直线l ,使得2||||AB AF =成立.【点睛】关键点点睛:本题主要考查直线与圆锥曲线的位置关系的应用,属于难题. 解题的关键在于对双曲线定义的理解掌握,在处理2||||AB AF =相关的焦半径问题时,要有转化思想,结合图形和定义,将其化简为常量或最值问题,即可解决. 21.(1)函数()y f x =在D 上的极值点不偏移 (2)证明见解析 (3)证明见解析【分析】(1)先求()0f x =的根及()21f x x =-的极值点,再根据题设定义,即可求解.(2)先求()0f x =的根,对()f x 求导,得到()2321f x x mx '=--,通过计算得到1202x x f +⎛⎫'< ⎪⎝⎭,再利用二次函数的性质,即可求解.(3)设()0f x =的两个零点为12,x x ,根据条件得到10210e x x x a<<<=<,再构造函数222()()()ln ln()()g x f x f x x ax x a x a a a =--=---+-,利用函数的单调性,得到()122()f x f x a->,即可求解. 【详解】(1)由()210f x x =-=,得到21x =,所以121,1x x =-=.又()2f x x '=,由()20f x x '==,得到0x =,又当0x <时,()20f x x '=<,当0x >时,()20f x x '=>.所以()21f x x =-只有一个极值点,且极值点为00x =,此时1202x x x +=. 所以函数()y f x =在D 上的极值点不偏移.(2)因为()322()()()(1)(1)f x x mx x m x x m x m x m x x =--+=---=--+, 0m >且1m ≠,()0,D =+∞.由()0f x =,得到121,x x m ==或12,1x m x ==,则1210x x m +=+>.又()2321f x x mx '=--,24120m ∆=+>,则()23210f x x mx '=--=有两根.不妨设为12,t t ,且12t t <,又1212210,033m t t t t +=>=-<,所以120t t <<.又()20,x t ∈时,()0f x '<,()2,x t ∈+∞时,()0f x '>,所以函数()y f x =在D 上只有一个极值点0x ,且02x t =.又222121111111321(1)022224244x x m m m f f m m m m ++++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫'==--=-+-=--< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.所以12202x x t x +<=,故函数()y f x =在D 上的极值点右偏移. (3)由题知,()1f x a x '=-,令()10f x a x '=-=,得到1x a=. 当10,x a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '>,当1,x a ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '<, 所以1x a =是()ln f x x ax =-的极值点.且()f x 在区间10,a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,在区间1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上单调递减.又011()()ln 10f x f a a ==->,0x →时,()f x →-∞,x →+∞时,()f x →-∞,(e)ln e e 1e 0f a a =-=->.则()0f x =有两个零点,不妨设为12,x x ,且12x x <,所以10210e x x x a<<<=<,12()()f x f x =. 令2222()()()ln ln()()(0)g x f x f x x ax x a x x a a a a =--=---+-<<.则21211()022a x a g x a a x x x x a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭'=-+-=>⎛⎫-- ⎪⎝⎭在20,x a ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭恒成立. 所以2()()()g x f x f x a =--在区间20,a ⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增.所以()11(g g x a >,即()()1121220()()f x f x f x f x a a >--=--.故()122()f x f x a ->,又1020211,x x x x a a a->=>=.故122x x a -<,得到1212x x a +<,即1202x x x +<. 所以当10e a -<<时,函数()y f x =在D 上的极值点左偏移.【点睛】方法点睛:本题第三问考查极值点偏移问题,解决极值点偏移的主要方法有: 1.构造对称函数. 2.比值换元. 3.对数平均不等式.。